专利名称：包括与缸径有关的气门几何结构的发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机的进气门、排气门以及气口的几何结构，尤其涉及由气缸孔径限定的进排气、排气门和气口的几何结构。
背景技术：
本部分提供与本发明有关的背景技术信息，其不一定必须构成现有技术。内燃机可以在气缸内燃烧空气和燃料的混合物并由此产生驱动转矩。进气口可以为燃烧室提供用于燃烧的空气流。燃烧产物可以通过排气口排出燃烧室。随着发动机变得越来越小型，调节适合的气门和气口尺寸就变得更加困难了。
发明内容
发动机总成可以包括限定气缸孔的发动机机体、与发动机机体连接的气缸盖、第一进气门、与气缸孔连通的燃料喷射器以及与气缸孔连通的火花塞。气缸孔可以限定第一直径。气缸盖可以限定与气缸孔连通的第一进气口和第一排气口。第一进气门可以位于第一进气口中并且可以限定至少为第一直径的35 %的第二直径。燃料喷射器和火花塞可以相对于气缸孔居中地定位。第一直径可以小于80毫米。此外，发动机总成可以包括位于第一排气口中且限定至少为第一直径的30%的第三直径的第一排气门。更具体地说，第二直径可以至少为第一直径的37%，第三直径可以至少为第一直径的32%。此外，气缸盖可以限定与气缸孔连通的第二进气口和第二排气口。第一和第二进气口可以位于气缸孔的第一径向半部，第一和第二排气口可以位于与第一径向半部相对的气缸孔的第二径向半部。当第一进气门处于座落位置时，径向延伸穿过气缸孔中心和第一进气门中心的第一线相对于限定出第一径向半部和第二径向半部的径向延伸跨过气缸孔的线以40度与44 度之间的角度延伸。当第一排气门处于座落位置时，径向延伸穿过气缸孔中心和第一排气门中心的第二线相对于限定出第一径向半部和第二径向半部的径向延伸跨过气缸孔的线以39度与43度之间的角度延伸。发动机总成可以包括位于第二进气口中且限定至少为第一直径的37%的第四直径的第二进气门，以及位于第二排气口中且限定至少为第一直径的32%的第五直径的第二排气门。从本文提供的详细描述将明显得到更多适用领域。本发明内容中的描述和特定例子只意图作为示例并且不意图限制本发明的范围。
本发明还提供了以下解决方案1、一种发动机总成，包括发动机机体，其限定气缸孔，所述气缸孔限定第一直径；气缸盖，其联接到所述发动机机体并限定与所述气缸孔连通的第一进气口和第一排气口 ；第一进气门，其位于所述第一进气口中并限定至少为所述第一直径的35 %的第二
直径；燃料喷射器，其与所述气缸孔连通并相对于所述气缸孔居中定位；以及火花塞，其与所述气缸孔连通并相对于所述气缸孔居中定位。2、如方案1所述的发动机总成，进一步包括第一排气门，其位于所述第一排气口中并且限定至少为所述第一直径的30%的第三直径。3、如方案2所述的发动机总成，进一步包括第二进气门和第二排气门，所述气缸盖限定第二进气口和第二排气口，所述第二进气门位于所述第二进气口中并限定至少为所述第一直径35%的第四直径，所述第二排气门位于所述第二排气口中并限定至少为所述第一直径的30%的第五直径。4、如方案3所述的发动机总成，其中，所述第一进气口和所述第二进气口位于所述气缸孔的第一径向半部，所述第一排气口和所述第二排气口位于与所述第一径向半部相对的所述气缸孔的第二径向半部，当所述第一进气门处于座落位置时，径向延伸穿过所述气缸孔的中心和所述第一进气门的中心的第一线相对于限定所述第一径向半部和所述第二径向半部的径向延伸跨过所述气缸孔的线以40度与44度之间的第一角度延伸。5、如方案4所述的发动机总成，其中，当所述第一排气门处于座落位置时，径向延伸穿过所述气缸孔的中心和所述第一排气门的中心的第二线相对于限定所述第一径向半部和所述第二径向半部的径向延伸跨过所述气缸孔的线以39度与43度之间的第二角度延伸。6、如方案2所述的发动机总成，其中，所述第三直径至少为所述第一直径的32%。7、如方案1所述的发动机总成，其中，所述第一进气门相对于所述气缸孔的侧壁以19度与21度之间的角度延伸。8、如方案1所述的发动机总成，其中，所述第二直径至少为所述第一直径的37%。9、如方案1所述的发动机总成，其中，所述第一直径小于80毫米。10、如方案1所述的发动机总成，其中，当所述第一进气门处于座落位置时，所述气缸孔的中心与所述第一进气门的径向最内部分之间的第一径向距离小于25毫米。11、一种发动机总成，包括发动机机体，其限定气缸孔，所述气缸孔限定小于80毫米的第一直径；气缸盖，其联接到所述发动机机体并限定与所述气缸孔连通的第一进气口和第一排气口 ； 第一进气门，其位于所述第一进气口中并限定至少为所述第一直径的35 %的第二
直径； 第一排气门，其位于所述第一排气口中并限定至少为所述第一直径的30 %的第三
直径；
燃料喷射器，其与所述气缸孔连通并相对于所述气缸孔居中定位；以及火花塞，其与所述气缸孔连通并相对于所述气缸孔居中定位。12、如方案11所述的发动机总成，进一步包括第二进气门和第二排气门，所述气缸盖限定第二进气口和第二排气口，所述第二进气门位于所述第二进气口中并限定至少为所述第一直径的35%的第四直径，所述第二排气门位于所述第二排气口中并限定至少为所述第一直径的30%的第五直径。13、如方案12所述的发动机总成，其中，所述第一进气口和所述第二进气口位于所述气缸孔的第一径向半部，所述第一排气口和所述第二排气口位于与所述第一径向半部相对的所述气缸孔的第二径向半部，当所述第一进气门处于座落位置时，径向延伸穿过所述气缸孔的中心和所述第一进气口的中心的第一线相对于限定所述第一径向半部和所述第二径向半部的径向延伸跨过所述气缸孔的线以40度与44度之间的角度延伸。14、如方案13所述的发动机总成，其中，当所述第一排气门处于座落位置时，径向延伸穿过所述气缸孔的中心和所述第一排气口的中心的第二线相对于限定所述第一径向半部和所述第二径向半部的径向延伸跨过所述气缸孔的线以39度与43度之间的角度延伸。15、如方案11所述的发动机总成，其中，所述第一进气门相对于所述气缸孔的侧壁以19度与21度之间的角度延伸，所述第一排气门相对于所述气缸孔的侧壁以17. 5度与 19. 5度之间的角度延伸。16、如方案11所述的发动机总成，其中，所述第三直径至少为所述第一直径的
32 % ο17、如方案16所述的发动机总成，其中，所述第二直径至少为所述第一直径的 37%。18、如方案11所述的发动机总成，其中，所述第一直径小于75毫米。19、一种发动机总成，包括发动机机体，其限定气缸孔，所述气缸孔限定小于80毫米的第一直径；气缸盖，其联接到所述发动机机体并限定与所述气缸孔连通的第一进气口、第二进气口、第一排气口和第二排气口，所述第一进气口和所述第二进气口位于所述气缸孔的第一径向半部，并且所述第一排气口和所述第二排气口位于与所述第一径向半部相对的所述气缸孔的第二径向半部；第一进气门，其位于所述第一进气口中并限定至少为所述第一直径的37 %的第二直径，当所述第一进气门处于座落位置时，径向延伸穿过所述气缸孔的中心和所述第一进气门的中心的第一线相对于限定所述第一径向半部和所述第二径向半部的径向延伸跨过所述气缸孔的线以40度与44度之间的角度延伸；第一排气门，其位于所述第一排气口中并限定至少为所述第一直径的32 %的第三直径，当所述第一排气门处于座落位置时，径向延伸穿过所述气缸孔的中心和所述第一排气门的中心的第二线相对于限定所述第一径向半部和所述第二径向半部的径向延伸跨过所述气缸孔的线以39度与43度之间的角度延伸；第二进气门，其位于所述第二进气口中并限定至少为所述第一直径的37 %的第四
直径；
第二排气门，其位于所述第二排气口中并限定至少为所述第一直径的32 %的第五
直径；燃料喷射器，其与所述气缸孔连通并相对于所述气缸孔居中定位；以及火花塞，其与所述气缸孔连通并相对于所述气缸孔居中定位。20、如方案19所述的发动机总成，其中，所述第一直径小于75毫米。
本文所述附图仅出于说明性的目的，而不是意在以任何方式限定本发明的范围。图1是根据本发明的发动机总成的示意图；以及图2是图1中的发动机总成的示意性局部俯视图，其示出了相对于气缸孔的进气口和排气口以及图1中发动机总成的燃料喷雾。在全部附图中相同的附图标记表示相同的部分。
具体实施例方式现在通过参考附图对本发明的例子进行更充分地描述。下面的描述本质上仅做为示范性的而并非意在限定本发明及其应用或使用。提供示例性实施例从而全面、充分地向本领域技术人员传达公开的范围。阐述了许多特定细节以提供对本发明实施例的全面理解，例如特定部件、装置以及方法的例子。本领域技术人员将明显知道的是，不是必须运用这些特定细节，示例性实施例可以以多种不同的方式来体现并且不应被解释为对本发明范围的限定。在一些实施方式中，众所周知的工艺，众所周知的装置结构以及众所周知的技术不再详细地描述。当提及一个元件或层在另一元件或层“上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，它可以是直接在该另一元件或层上、接合、连接或联接到另一元件或层，或者可以存在插入元件或层。相反地，当提及一个元件“直接在另一元件或层上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可以不存在插入元件或层。用于表达元件间关系的其它词汇应以相似的方式来解释(例如，“在……之间”相对“直接在……之间”，“邻近”相对“直接邻近”等等)。这里所使用的术语“和/或”包括相关的列出项目中的一个或多个的任何和所有组合。虽然术语第一、第二、第三等在这里可以用来描述不同的元件、部件、区域、层和/ 或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应当被这些术语所限定。这些术语可仅用以将一个元件、部件、区域、层或区段与另一元件、部件、区域、层或区段区分开。这里使用的例如“第一”、“第二”以及其它数值项术语并不意味着顺序或次序，除非上下文中有清楚的表示。因此，下文所论述的第一元件、部件、区域、层或区段可以称为第二元件、部件、区域、层或区段，只要不背离示例性实施例的教导。图1和图2示意性示出了发动机总成10，其包括发动机结构12 ；第一和第二进气门14、15 ；第一和第二排气门16、17 ；活塞18、火花塞20以及燃料喷射器22。发动机结构 12可以包括限定气缸孔28的发动机机体M和联接到发动机机体M的气缸盖26。活塞18 可布置在气缸孔28中。发动机机体M、气缸盖沈和活塞18可配合以限定燃烧室30。第一和第二进气门14、15都可以相对于气缸孔观的侧壁以进气门角(Ci1)延伸。进气门角(α》可以介于19度与21度之间。在当前非限定性例子中，进气门角(Ci1)近似为20度。第一和第二排气门16、17都可以相对于气缸孔观的侧壁以排气门角(CIe)延伸。 排气门角(αΕ)可以介于17.5度与19.5度之间。在当前非限定性例子中，排气门角(α Ε) 近似为18. 5度。气缸盖沈可以限定与燃烧室30连通的进气通道和排气通道32、34。在当前非限定性例子中，进气通道32可以限定出在燃烧室30的与气缸孔28连通的第一进气口 36和在燃烧室30的与气缸孔观连通的第二进气口 37。第一进气门14可以位于第一进气口 36 中，第二进气门15可以位于第二进气口 37中。排气通道34可以限定出在燃烧室30的与气缸孔观连通的第一排气口 38和在燃烧室30的与气缸孔观连通的第二排气口 39。第一排气门16可以位于第一排气口 38中， 第二排气门17可以位于第二排气口 39中。可以理解，当前教导应用于任意数量的活塞-气缸布置以及多种发动机构造，包括但不局限于V型发动机，直列式发动机和水平对置式发动机，以及顶置凸轮和整体凸轮式构造。火花塞20可以与气缸孔28连通并相对于气缸孔28居中定位，燃料喷射器22可以与气缸孔洲连通并相对于气缸孔28居中定位。火花塞20和燃料喷射器22都可以位于气缸盖沈中并且可以与燃烧室30直接连通。在当前非限定性例子中，火花塞20和燃料喷射器22可以相对于由气缸孔观限定的外径周边在燃烧室30中居中定位，形成中央直喷式构造。火花塞20和燃料喷射器22都可以在彼此相对的方向上径向偏离气缸孔观的中心 (CB)。参考图2，第一、第二进气门14、15和第一、第二排气门16、17的位置和尺寸可以气缸孔观的函数限定。如图1中所示以及如上所述，第一、第二进气门14、15和第一、第二排气门16、17可以相对于气缸孔观的一定角度设置。然而，为简单其见，图2示出了与气缸孔观垂直的第一、第二进气门14、15和第一、第二排气门16、17的横截面图，以更好地表示第一、第二进气门14、15和第一、第二排气门16、17与气缸孔观之间的关系。第一轴线(Al)可以延伸穿过在第一进气口 36与第二进气口 37之间且在第一排气口 38与第二排气口 39之间的气缸孔观的中心(Cb)。第二轴线(Ai)可以延伸穿过垂直于第一轴线(Al)的气缸孔观的中心(Cb)。第一、第二进气口 36、37和第一、第二进气门 14、15可以关于第一轴线(Al)对称。第一、第二排气口 38、39和第一、第二排气门16、17可以关于第一轴线(Al)对称。因此，在理解了描述同样地应用于第二进气门15、第二进气口 37、第二排气门17和第二排气口 39的基础上，将论述第一进气门14、第一进气口 36、第一排气门16和第一排气口 38。第一、第二进气门14、15和第一、第二进气口 36、37可以位于气缸孔观的第一径向半部。第一、第二排气门16、17和第一、第二排气口 38、39可以位于与第一径向半部相对的气缸孔观的第二径向半部。火花塞20和燃料喷射器22可以位于第一和第二径向半部之间。第二轴线m可以限定径向延伸跨过气缸孔观并限定第一径向半部和第二径向半部的线。气缸孔观可以限定第一直径(Db)，第一进气门14可以限定第二直径(D11)并且第一排气门16可以限定第三直径(Dei)。火花塞20和燃料喷射器22可以在第一进气口 36和第一排气口 38内居中(径向)定位。气缸孔观的第一直径(Db)可以小于80毫米，更具体地为小于75毫米。在当前非限定性例子中，第一直径近似为74毫米。作为非限定性例子，第二直径(D11)可以至少为第一直径(Db)的35%并且第三直径(Dei)可以至少为第一直径(Db)的30%。更具体地，第二直径(D11)可以至少为第一直径 (Db)的37%并且第三直径(Dei)可以至少为第一直径(Db)的32%。如上面论述的，第二进气门15可以类似于第一进气门14，第二排气门17可以类似于第一排气门16。因而，第二进气门15可以限定出至少为第一直径(Db)的35%的第四直径(D12),第二排气门17可以限定出至少为第一直径(Db)的30%的第五直径(DE2)。更具体地，第四直径(D12)可以至少为第一直径(Db)的37%，第五直径(De2)可以至少为第一直径 (Db)的32%。在当前非限定性例子中，第二和第四直径(D11, D12)近似为第一直径(Db)的 38%，第三和第五直径(DE1，DE2)近似为第一直径(Db)的32%。第一进气门14的中心的位置和第一排气门16的中心的位置可以都以气缸孔观的函数限定。当第一进气门14处于座落位置(关闭位置)时，径向延伸穿过气缸孔观的中心(Cb)和第一进气门14的中心(C1)的第一线(L1)可以相对于第二轴线(A2)以第一角度(θ工)延伸。当第一排气门16处于座落位置(关闭位置)时，径向延伸穿过气缸孔观的中心(Cb)和第一排气门16的中心(Ce)的第二线(Le)可以相对于第二轴线(Α2)以第二角度(ΘΕ)延伸。作为非限定性例子，第一角度(Q1)可以介于40度与44度之间，第二角度 (ΘΕ)可以介于39度与43度之间。在当前非限定性例子中，第一进气门14和第一排气门 16可以定位成使第一角度(θ 近似为42度并且第二角度(θ Ε)近似为41度。当第一进气门14处于座落位置时，沿着在气缸孔观的中心(Cb)与第一进气门14 的径向最内部分之间的第一线(L1)限定的第一径向距离(Du)可以小于25毫米。当第一排气门16处于座落位置时，沿着在气缸孔观的中心(Cb)与第一排气门16的径向最内部分之间的第二线(Le)限定的第二径向距离(Dj可以小于27毫米。在当前非限定性例子中， 第一径向距离(Du)近似为23毫米并且第二径向距离(Dj近似为沈毫米。
权利要求
1.一种发动机总成，包括发动机机体，其限定气缸孔，所述气缸孔限定第一直径；气缸盖，其联接到所述发动机机体并限定与所述气缸孔连通的第一进气口和第一排气口 ；第一进气门，其位于所述第一进气口中并限定至少为所述第一直径的35%的第二直径；燃料喷射器，其与所述气缸孔连通并相对于所述气缸孔居中定位；以及火花塞，其与所述气缸孔连通并相对于所述气缸孔居中定位。
2.如权利要求1所述的发动机总成，进一步包括第一排气门，其位于所述第一排气口中并且限定至少为所述第一直径的30%的第三直径。
3.如权利要求2所述的发动机总成，进一步包括第二进气门和第二排气门，所述气缸盖限定第二进气口和第二排气口，所述第二进气门位于所述第二进气口中并限定至少为所述第一直径35%的第四直径，所述第二排气门位于所述第二排气口中并限定至少为所述第一直径的30%的第五直径。
4.如权利要求3所述的发动机总成，其中，所述第一进气口和所述第二进气口位于所述气缸孔的第一径向半部，所述第一排气口和所述第二排气口位于与所述第一径向半部相对的所述气缸孔的第二径向半部，当所述第一进气门处于座落位置时，径向延伸穿过所述气缸孔的中心和所述第一进气门的中心的第一线相对于限定所述第一径向半部和所述第二径向半部的径向延伸跨过所述气缸孔的线以40度与44度之间的第一角度延伸。
5.如权利要求4所述的发动机总成，其中，当所述第一排气门处于座落位置时，径向延伸穿过所述气缸孔的中心和所述第一排气门的中心的第二线相对于限定所述第一径向半部和所述第二径向半部的径向延伸跨过所述气缸孔的线以39度与43度之间的第二角度延伸。
6.如权利要求2所述的发动机总成，其中，所述第三直径至少为所述第一直径的32%。
7.如权利要求1所述的发动机总成，其中，所述第一进气门相对于所述气缸孔的侧壁以19度与21度之间的角度延伸。
8.如权利要求1所述的发动机总成，其中，所述第二直径至少为所述第一直径的37%。
9.如权利要求1所述的发动机总成，其中，所述第一直径小于80毫米。
10.如权利要求1所述的发动机总成，其中，当所述第一进气门处于座落位置时，所述气缸孔的中心与所述第一进气门的径向最内部分之间的第一径向距离小于25毫米。
全文摘要
本发明涉及包括与缸径有关的气门几何结构的发动机。具体地，一种发动机总成可以包括限定气缸孔的发动机机体、联接到发动机机体的气缸盖、第一进气门、与气缸孔连通的燃料喷射器以及与气缸孔连通的火花塞。气缸孔可以限定第一直径。气缸盖可以限定与气缸孔连通的第一进气口和第一排气口。第一进气门可以位于第一进气口中并且可以限定出至少为第一直径的35％的第二直径。燃料喷射器和火花塞可以相对于气缸孔居中定位。
文档编号F01L3/00GK102251843SQ20101052037
公开日2011年11月23日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年5月17日
发明者K·M·卢钱斯基, R·E·贝克, S·哈尔索尔 申请人:通用汽车环球科技运作公司